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MSP430 超低功耗 MCU

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MSP430FR4x2xMCU技术培训-概述(上)

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大家好 非常欢迎大家来 观看本次在线培训 我们将主要 为大家介绍,MSP 430 平台上的一个新的产品 基于FRAM FR4x2x两个新的家族成员 它俩在原有FRAM增加了 更多的存储器选项 以及新增加了 一些功能更强大的外设 本次培训的就这样简单 但是详细的介绍该系列产品特色 本次课程中 我们简要概述 FR4x2x 产品 现在幻灯片上列出的是 开发者最关心的一些问题 比如应用能耗大家都希望在 不增加能耗甚至进一步降低功耗 情况上能为我们的产品为我的 应用的增加新的功能 这方面的问题 使用我们最新的 这个430 FRAM 的超低功耗架构 就能得到一定的解决 因为我们新的这个产品系列里面 我们继承了液晶显示驱动 这个新集成的液晶显示驱动 支持在待机模式下工作 即 仍然能支持LCD显示 而且对比度很低 即使在这种 情况下 我们这个 LCD 模块的功耗 低于一个μA 非常适合于我们 液晶显示的MCU 对于一些需要电池供电的手持设备 极大的延长了电池的寿命 再来看调试方面 对于一些对 功耗要求非常严格的应用来说 开发者需要花费很长的时间 来进行整体产品的调试 以进一步的降低功耗 我们会可能只花费了 25 % 的时间来进行产品的开发 我们要花 75 % 的时间用于 用于发现整个系统当中 功耗使用一些薄弱环节 以便进一步延长 应用的特点说明 在这个问题 我们最新系列的产品 也将这个问题得到了解决 它支持一个叫EnergyTrace的技术 它是一个实时功耗测量调试 技术 在后续章节中 将进一步的进行详细的介绍 这个技术的那我们在使用 相应的开发板调试器 可以实时 实时监控系统的功耗 就能发现 代码中哪一些不合理的设置 加大了电脑的消耗 基于这样的一个追踪分析 将应用的功耗控制在 可以接受的这样的范围内 整个MCU的设计 越来越复杂 除了对存储器的用量 功耗 成本 做出一个整体的平衡的规划 该MCU内置了对比度很低LCD 驱动模块 还内置了IR模块 红外的调制模块 这个模块内置在我们的片上 降低整个系统设计上的复杂性 简化了布板复杂性 大家可以看到 430 产品的可伸缩性非常强的平台 在这样一个平台上进行产品开发 非常容易进行代码移植 或者产品升级 目前为止已经有 100 多款FRAM 430 产品投入了量产 现在呢我们来简单的看一下 什么是 FRAM 它就是铁电存储器 简称 它是一个非意识性 随机存取的存储器 可以和 flash 一样 在掉电之后 仍然维持我们的数据内容 它又是按位读写的 跟RAM一样 可以进行比特位上面的操作 具有非常大的操作上的灵活性 FRAM结构类似于DRAM 存储数据原理不一样 FRAM 通过采铁电材料极化特性 来存储数据 当电场使能 其中材料的偶极子的晶体结构改变 就把数据0还是1 极性就保存了下来 虽然它叫铁电存储器 但它实际材料 并不是和铁一样会受到磁场的影响 完全不会受到磁场的影响 它的抗干扰性优于市场上常见的 一些作为存储器的这样的一些材料 这张表格上的列出的就是 FRAM相对于其他的一些 存储器的一些优势 它具有 更快的写入速度 要比闪存器件的快 100倍 因为它本身的写入速度的就比 FLASH快 其次,它的写入不需擦除 FLASH进行存储内容的修改 预先要进行擦除而且 以页为基础的擦除 FRAM 不需要预先要进行擦除 它可以随写随改 所以 要比闪存器件的快100多倍 其次 它的写入次数几乎不受限 Flash可能会被限制在 100 k 次量级 FRAM 写入次数更改次数无限制 延伸了我们这个产品的寿命 可以完美的替代FLASH和一方 除了写入速度快 功耗更低 相比于FLash 写入功耗小250倍 这是具体的测试数据 这样的一个功耗情况下凸显了 超低功耗架构 MCU这样一个优势 特别适合于手持电池供电类的应用 同时呢,由于代码的更新时间变短 因为它写入速度非常快新固件升级 所需要的时间 比 flash 要小 100 倍 整个更新的时间变短了 也就使得我们一些采用无线更新 通过无线协议来进行FRAM 应用得到了最小化 还有一个优势 统一的存储区 FRAM既有RAM 随写随改正的一个灵活性 未修改的这样灵活性 FLASH掉电保存数据优势 它既适合于做数据的存储器 也适合于做代码的存储器 那这样的一种优势下整个芯片内 安放一块FRAM而不需要再 区分出有需要多大RAM 多大能量FLASH 对进行数据 采集的一些应用 需要很大的RAM 但是代码容量的可能非常小 市面上常见的一些MCU如果它的RAM 配置非常大的话 芯片内置的这款 FLASH 应该也很大 整个应用的整体成本的就被拉高 如果我们使用统一的存储区 就一块 FRAM 可以由用户代码 动态的修改 从地址到地址 哪部分进行数据的存储 哪一部分 进行大型存储 可以由用户程序指定 在这种情况 无论对于大容量 还是对数据要求比较高的应用 都可以非常灵活地使用同一个平台 自如的进行数据和代码区的分配 不同的项目那么都可以位于 同一个相同的平台 也简化了 开发的难度 具体的一些代码移植 都可以来参考 TI公布的一些代码示例 和代码移植的应用手册 刚才讲的FRAM特殊的优势 除了那些基本的优势之外 这列出的 些更多的优势 首先 数据具有 极大的可靠性 它改变次数 完全不受影响没有限制 所以它数据的几乎可以做永久保存 在实验室环境85摄氏度的条件下 数据可以保存 10 年 更长 其次FRAM产品 不受电磁场辐射化以及温度的影响 不像 flash 他在某些辐射 和电磁场的影响下数据发生改变 FRAM几乎不受这些影响 对普通的物理的冲击 也是免疫的 不同的物理撞击 不会改变 这个数据的信任 它的安全性 可靠性的就得到了极大的保证 在生产上FRAM 写入速度 还要快 100 倍 所以生产的速度 相应的,也能提高 100 倍 并且在用户手里进行 固件代码升级的时候 也只需要很短的时间来就能 完成这样的一个代码升级的工作 对于用户体验 也是得到了非常大的提升 这张图表总结了FRAM 相对于其他的一些存储设备进行 比较的一些特性 FRAM 全面胜出了其他的存储器 ROM比如SRAM EEPPROM Flash FRAM它是非易失性存储器 可以在没有家电下电的情况下 仍然保留数据 并且写入速度快 能耗低写入数据多 更但更加突出的一点 它能抵抗乱错误 并且 利用卓位编程的功能 提供无与伦比的一个灵活性 灵活的进行信息存储 FRAM的优势的是非常明显的

大家好 非常欢迎大家来 观看本次在线培训 我们将主要

为大家介绍,MSP 430 平台上的一个新的产品

基于FRAM FR4x2x两个新的家族成员 它俩在原有FRAM增加了

更多的存储器选项 以及新增加了 一些功能更强大的外设

本次培训的就这样简单 但是详细的介绍该系列产品特色

本次课程中 我们简要概述 FR4x2x 产品

现在幻灯片上列出的是 开发者最关心的一些问题

比如应用能耗大家都希望在 不增加能耗甚至进一步降低功耗

情况上能为我们的产品为我的 应用的增加新的功能

这方面的问题 使用我们最新的 这个430 FRAM 的超低功耗架构

就能得到一定的解决 因为我们新的这个产品系列里面

我们继承了液晶显示驱动 这个新集成的液晶显示驱动

支持在待机模式下工作 即 仍然能支持LCD显示

而且对比度很低 即使在这种 情况下 我们这个 LCD 模块的功耗

低于一个μA 非常适合于我们 液晶显示的MCU

对于一些需要电池供电的手持设备 极大的延长了电池的寿命

再来看调试方面 对于一些对 功耗要求非常严格的应用来说

开发者需要花费很长的时间 来进行整体产品的调试

以进一步的降低功耗 我们会可能只花费了

25 % 的时间来进行产品的开发 我们要花 75 % 的时间用于

用于发现整个系统当中 功耗使用一些薄弱环节

以便进一步延长 应用的特点说明

在这个问题 我们最新系列的产品 也将这个问题得到了解决

它支持一个叫EnergyTrace的技术 它是一个实时功耗测量调试

技术 在后续章节中 将进一步的进行详细的介绍

这个技术的那我们在使用 相应的开发板调试器 可以实时

实时监控系统的功耗 就能发现 代码中哪一些不合理的设置

加大了电脑的消耗 基于这样的一个追踪分析

将应用的功耗控制在 可以接受的这样的范围内

整个MCU的设计 越来越复杂 除了对存储器的用量 功耗 成本

做出一个整体的平衡的规划 该MCU内置了对比度很低LCD

驱动模块 还内置了IR模块 红外的调制模块

这个模块内置在我们的片上 降低整个系统设计上的复杂性

简化了布板复杂性 大家可以看到 430 产品的可伸缩性非常强的平台

在这样一个平台上进行产品开发 非常容易进行代码移植

或者产品升级 目前为止已经有 100 多款FRAM 430 产品投入了量产

现在呢我们来简单的看一下 什么是 FRAM 它就是铁电存储器

简称 它是一个非意识性 随机存取的存储器

可以和 flash 一样 在掉电之后 仍然维持我们的数据内容

它又是按位读写的 跟RAM一样 可以进行比特位上面的操作

具有非常大的操作上的灵活性 FRAM结构类似于DRAM

存储数据原理不一样 FRAM 通过采铁电材料极化特性

来存储数据 当电场使能 其中材料的偶极子的晶体结构改变

就把数据0还是1 极性就保存了下来 虽然它叫铁电存储器 但它实际材料

并不是和铁一样会受到磁场的影响 完全不会受到磁场的影响

它的抗干扰性优于市场上常见的 一些作为存储器的这样的一些材料

这张表格上的列出的就是 FRAM相对于其他的一些

存储器的一些优势 它具有 更快的写入速度 要比闪存器件的快

100倍 因为它本身的写入速度的就比 FLASH快 其次,它的写入不需擦除

FLASH进行存储内容的修改 预先要进行擦除而且

以页为基础的擦除 FRAM 不需要预先要进行擦除

它可以随写随改 所以 要比闪存器件的快100多倍

其次 它的写入次数几乎不受限 Flash可能会被限制在 100 k 次量级

FRAM 写入次数更改次数无限制 延伸了我们这个产品的寿命

可以完美的替代FLASH和一方

除了写入速度快 功耗更低 相比于FLash 写入功耗小250倍

这是具体的测试数据 这样的一个功耗情况下凸显了

超低功耗架构 MCU这样一个优势 特别适合于手持电池供电类的应用

同时呢,由于代码的更新时间变短 因为它写入速度非常快新固件升级

所需要的时间 比 flash 要小 100 倍 整个更新的时间变短了

也就使得我们一些采用无线更新 通过无线协议来进行FRAM

应用得到了最小化 还有一个优势 统一的存储区 FRAM既有RAM

随写随改正的一个灵活性 未修改的这样灵活性

FLASH掉电保存数据优势 它既适合于做数据的存储器

也适合于做代码的存储器 那这样的一种优势下整个芯片内

安放一块FRAM而不需要再 区分出有需要多大RAM

多大能量FLASH 对进行数据 采集的一些应用 需要很大的RAM

但是代码容量的可能非常小 市面上常见的一些MCU如果它的RAM

配置非常大的话 芯片内置的这款 FLASH 应该也很大

整个应用的整体成本的就被拉高 如果我们使用统一的存储区

就一块 FRAM 可以由用户代码 动态的修改 从地址到地址

哪部分进行数据的存储 哪一部分 进行大型存储 可以由用户程序指定

在这种情况 无论对于大容量 还是对数据要求比较高的应用

都可以非常灵活地使用同一个平台 自如的进行数据和代码区的分配

不同的项目那么都可以位于 同一个相同的平台 也简化了

开发的难度 具体的一些代码移植 都可以来参考 TI公布的一些代码示例

和代码移植的应用手册

刚才讲的FRAM特殊的优势 除了那些基本的优势之外 这列出的

些更多的优势 首先 数据具有 极大的可靠性 它改变次数

完全不受影响没有限制 所以它数据的几乎可以做永久保存

在实验室环境85摄氏度的条件下 数据可以保存 10 年

更长 其次FRAM产品 不受电磁场辐射化以及温度的影响

不像 flash 他在某些辐射 和电磁场的影响下数据发生改变

FRAM几乎不受这些影响 对普通的物理的冲击 也是免疫的

不同的物理撞击 不会改变 这个数据的信任 它的安全性

可靠性的就得到了极大的保证 在生产上FRAM 写入速度

还要快 100 倍 所以生产的速度 相应的,也能提高 100 倍

并且在用户手里进行 固件代码升级的时候

也只需要很短的时间来就能 完成这样的一个代码升级的工作

对于用户体验 也是得到了非常大的提升

这张图表总结了FRAM 相对于其他的一些存储设备进行

比较的一些特性 FRAM 全面胜出了其他的存储器

ROM比如SRAM EEPPROM Flash

FRAM它是非易失性存储器 可以在没有家电下电的情况下

仍然保留数据 并且写入速度快 能耗低写入数据多

更但更加突出的一点 它能抵抗乱错误 并且

利用卓位编程的功能 提供无与伦比的一个灵活性

灵活的进行信息存储 FRAM的优势的是非常明显的

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所属课程:MSP430FR4x2xMCU技术培训-概述(上) 发布时间:2015.04.21 视频集数:1 本节视频时长:00:12:55

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